・第３８卷第２５期 ２０２・ ２ ０ １ ２年９月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．２５ Ｓｅｐ． ２０１２ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）２５—０２０２—０２ 协作体系斜拉桥结构受力特性及其高跨比探讨 张一卓 （天津市市政ｍ程设计研究院，天津３０００５１） ． 摘要：通过对比协作体系斜拉桥与非协作体系斜拉桥在可变荷载作用下的荷载效应，分析协作体系斜拉桥的结构受力的特点 提出现阶段交通状况下协作体系斜拉桥应以协作跨增加的刚度去适应重载及超载的运营条件。 关键词：斜拉桥，协作体系，协作跨，跨中弯矩，塔顶位移 中图分类号：Ｕ４４８．２７ ０ 引言 协作体系斜拉桥与非协作体系斜拉桥在结构的受力特点上 与常规斜拉桥有很多区别，例如：协作体系斜拉桥整体刚度大，位 移小；变形协调性能好，内力分布均匀；跨越能力增大，节省造价。 尤其是在汽车、温度以及风荷载等其他可变荷载作用下，协作体 系斜拉桥的主跨与相邻的连续梁协作跨一起承担，其显示出来的 协调性及整体性均优于非协作体系的斜拉桥。但是一味的通过 协作跨提高结构刚度，而过分的追求斜拉桥主梁的轻薄，也是不 科学的。 １ 可变荷载下。两种体系斜拉桥荷载效应的对比 以某主跨为２６０ ｍ的独塔斜拉桥为例，采用协作体系的方案 与非协作体系的方案，在汽车、人群、温度荷载以及风荷载等活荷 载作用下，对比主梁弯矩、位移、主塔位移等荷载效应（见表１，图 １，图２）。 表１荷载效应对比表 协作体系 非协作体系 项目 跨中弯矩 主梁最大竖 塔顶顺桥 跨中弯矩 主梁最大竖 塔顶顺桥 ｋＮ・ｍ 向位移／ｍ 向位移／ｍ ｋＮ・ｍ 向位移／ｍ 向位移／ｍ 汽车及人群荷载 ８７ ７ｌ１ ０．３０１ ０．０７４ ｌ１９ ０２６ Ｏ．３８ ０．０９６ 温度荷载 ６ｏ ８４５ Ｏ．１３８ ０．０５３ ６３ ３５２ ０．１４８ ０．Ｏ５７ 顺桥向风荷载 １ ２９１ Ｏ．０Ｏ７ ０．０ｏ６ １ ８０６ ０．００９ Ｏ．０Ｏ６ 图１非协作体系斜拉桥模型 。 一 图２协作体系斜拉桥模型 通过以上分析，在汽车与人群荷载的作用下，跨中弯矩：协作 体系比非协作体系减少２６．３％；主梁最大竖向位移：协作体系比 非协作体系减少２０．８％；塔顶顺桥向位移：协作体系比非协作体 系减少２２．９％。 在温度荷载的作用下，跨中弯矩：协作体系比非协作体系减 少４．０％；主梁最大竖向位移：协作体系比非协作体系减少６．８％； 收稿日期：２０１２—０６－２６ 作者简介：张一卓（１９７９一），男，工程师 文献标识码：Ａ 塔顶顺桥向位移：协作体系比非协作体系减少７．０％。 在顺桥向风荷载的作用下，跨中弯矩：协作体系比非协作体 系减少２８．５％；主梁最大竖向位移：协作体系比非协作体系减少 ２２．２％。 由此可见，在添加了协作跨以后，斜拉桥主梁弯矩，位移及塔 顶位移在各可变荷载的工况下，有了明显的改善。这一切都源于 协作跨增大了桥梁的结构刚度的结果。 诚然，协作跨的出现使主梁的刚度有了很大的提高，但是不能 仅仅依靠协作跨去提高结构的刚度，尤其是在活荷载的作用下。 ２协作体系斜拉桥高跨比 随着近些年来我国交通事业的发展，超载及重载使过去一段 时间内人们追求的主梁轻薄的概念逐渐转变。在主梁结构高度 降低后，由于梁体抗弯惯矩的大幅下降，使得主梁变形增大，对主 塔的能力下降，所以塔顶会产生较大的位移，即便是协作体 系斜拉桥也不能仅仅依靠协作跨的作用，而是应当适应日益增长 的交通量、重载及超载的要求，适当确定梁高。 斜拉桥主梁的结构高度与塔柱刚度、索形、索距及索的刚度 有很多关系，当仅主梁结构高度降低时，梁体挠度增加。因此，对 于协作体系来说，主梁梁高的降低，导致主梁惯矩的降低，削弱了 结构的刚度，恒载内力也会随之减小，但活载内力并未减小。实 际上，活载内力不会由于结构梁高降低，而使其产生的支点负反 力增大。 尽管协作体系的斜拉桥一定程度上提高了结构的刚度，但不 能因此而降低梁高来抵消协作体系增加的结构刚度。因此得出 结论：梁体断面宜高不宜低，对于跨径大于１５０ ｍ的斜拉桥，建议 梁的高跨比在１／１００—１／１５０之间，而跨径小于１５０ ｍ的斜拉桥的 主梁高跨比在１／１００以内，综合国内近期建成的协作体系斜拉桥 来看，主梁高跨比甚至可以取到１／４０。 ３结语 １）根据实桥的计算分析，协作体系斜拉桥在可变荷载的作用 下，结构刚度有显著的提高。 ２）根据现阶段的交通状况及近期新建协作体系斜拉桥梁高 的选取，提出协作体系斜拉桥不应以牺牲梁高为代价而过分追求 结构的轻薄，而是应该以协作跨增加的刚度去适应当今社会的重 载及超载的运营条件。 参考文献： ［１］ 戴利民，石志源．独塔协作体系斜拉桥设计参数分析［Ｊ］．西 安公路交通大学学报，２０００，２０（１）：３４—３８． 第３８卷第２５期 山 西 建 筑 Ｖ０１．３８ Ｎｏ．２５ ２ ０ １ ２年９月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｓｅｐ． ２０１２ ・２０３・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）２５—０２０３－０２ 现浇变截面连续箱梁施工方案 赵宏川 （山西路桥第－－－Ｔ－程有限公司，山 临汾０４１０００） 摘要：以临汾市锣鼓汾河大桥工程为例，对现浇变截面连续箱梁施工方案进行了介绍，分别阐述了地基处理、支撑体系布置、模 板支设、钢筋工程等关键工序操作要点及注意事项，以指导今后同类箱梁施工。 关键词：连续箱梁，施工方案，钢筋工程 中图分类号：Ｕ４４５．４ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 检查竖直度，标高校正后用定型木方支架固定。各接缝应严密， 临汾市锣鼓汾河大桥位于刘村镇，现浇变截面连续箱梁共分 防止漏浆。根据芯模尺寸事先预制好定型木方支架，根据设计的 为３跨，跨长分别为５０ ｍ，７０ ｍ，５０ ｍ，整体结构斜跨大运高速公 线形拼装芯模，在箱梁底板、腹板钢筋绑扎好以后，吊装芯模，并 路，桥梁中心线与大运高速中心线交角为６６。，其中现浇箱梁下部 加固。模板表面平整光滑，平整确保浇筑梁体外形美观，光滑确 结构１３号墩和１４号墩分别位于大运高速公路的东西两侧。大运 保新浇梁体受模板温度变形产生裂缝。模板接缝应严密，不漏 高速公路两侧地势平坦，为密集的高速防眩树林。 浆、不变形，确保清水混凝土内实外光，否则可用砂轮机打磨。模 ２各项施工方案 板不变形，既可控制混凝土质量，又可避免梁体圬工量与设计出 本工程现浇变截面连续箱梁上部梁体分两次浇筑，先浇筑底 入较大。模板拆装容易，要求施工时操作方便，保证安全。为防 板与腹板，待腹板混凝土强度达到２．５ ＭＰａ以后，拆除内侧模板， 止模板变形，可在腹板中设对拉螺栓予以固定。但拆模后对外露 整理钢筋，支顶板底模，绑扎钢筋，最后再浇筑顶板混凝土。 金属构件应作防腐处理。 ２．１ 地基处理 ２．４钢筋工程 地基处理首先平整施工场地，清除地表杂土。根据施工需 ２．４．１ 钢筋制作及安装 要，采用压路机碾压密实地面后对基础地面进行４０ ａｍ厚３号灰 １）所使用的钢筋及预应力筋，严格检验其出厂合格证和材质 土换填处理，保证支架基础具有一定的承载能力和抗沉陷能力， 化验单等质检材料，不合格产品不准进场，还要按规定进行抽检， 同时在固化层外侧挖好排水沟，做好地表排水，防止长时间浸泡 符合要求后才能使用。２）钢筋弯曲成型前必须调直、除锈。３）钢 地基造成翻浆冒泥，顶面浇筑１５ ａｍ厚Ｃ２０素混凝土。 筋骨架可在加工平台先用小角钢焊好的模具上进行绑扎，把各种 ２．２支撑体系布置 标号的钢筋对应放人模具上的槽内，联结绑扎，所有斜筋都与主 本工程现浇箱梁的支撑体系布置采用满堂红碗扣支架支撑 筋焊接，单面焊缝长度为１０ｄ，形成钢筋骨架。４）穿放底板、顶板、 体系和门洞支撑体系及两种方法相结合的方式。 肋板的纵向钢筋时，一定要严格按照图纸的要求摆放，认真进行 ２．３模板支设 检查，不得用错直径、少放根数和放错位置。５）受力钢筋焊接或 １）支架预压。为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形 绑扎接头应设置在内力较小处，并错开布置。６）在绑扎钢筋骨架 的影响，在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂 时，应按设计位置绑好波纹管的定位网片，钢筋骨架就位后再穿 袋，预压范围为箱梁底部，重量不小于箱梁总重的１．２倍。因悬 上经检查合格的波纹管，并绑扎牢固，一定要保证波纹管位置准 臂板本身重量较轻，可根据实测的预压结果，对悬臂板模板的预 确，定位后管道轴线偏差不大于５ ｍｍ。 拱度作相应调整。２）模板支设。根据桥梁中心线在木方上分段 ２．４．２ 预应力筋的制作和安装 铺设底板模板，安装前刷好脱模剂，安装时模板接缝用玻璃胶填 本工程预应力钢绞线采用标准强度级别为１ ８６０ ＭＰａ，公称 塞密实，模板标高复核无误后，按照箱梁底板边线开始切除多余 直径为１５．２ ｍｍ高强低松弛钢绞线，其技术性能符合ＧＢ／Ｔ ５２２４— 的模板，然后开始安装侧模，模板必须对准边线垂直竖立，用锤球 ２００３预应力混凝土用钢绞线的规定。 Ｏｎ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｈｉｇｈ－ｓｐａｎ ｒａｔｉｏ ’ ＺＨＡＮＧ Ｙｉ．ｚｈｕｏ （Ｔｉａｎｊｉｎ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ｎｎｊｉｎ ３０００５ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｎ—ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｏａｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｈｏｕｌｄ ａｄｈｅｒｅ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ－ｌｏａｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｖｅｒｌｏａｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｐａｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ，ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｐａｎ，ｍｏｍｅｎｔ ｏｆ ｓｐａｎ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｏｗｅｒ ｔｏｐ 收稿日期：２０１２—０５－２１ 作者简介：赵宏川（１９６９一），男，工程师
